Le Changement Climatique:Le Changement Climatique:une Réalité à l’Echelle Globaleune Réalité à l’Echelle Globale

Daniel J. Jacob, Harvard University

UN RECHAUFFEMENT RAPIDE ET RECENTUN RECHAUFFEMENT RAPIDE ET RECENTEvolution de la température moyenne à la surface de l’hémisphère nord

Eca

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(oC

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lati

f à

1961

-199

0

Année

CHANGEMENT CLIMATIQUE DEPUIS 1850CHANGEMENT CLIMATIQUE DEPUIS 1850Température moyenne à la surface du globe

Niveau moyen de la mer à l’échelle du globe

Couverture neigeuse dans l’hémisphère nord

Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC), 2007

CLIMAT D’EQUILIBRE DE LA TERRE:CLIMAT D’EQUILIBRE DE LA TERRE:BALANCE ENTRE RADIATION SOLAIRE ET TERRESTREBALANCE ENTRE RADIATION SOLAIRE ET TERRESTRE

RADIATIONSOLAIRE

(visible)

30% réfléchie par nuages, glaces… RADIATION

TERRESTRE(infra-rouge)

L’émission de radiation augmente avec la température

RECHAUFFEMENT PAR LES GAZ A EFFET DE SERRERECHAUFFEMENT PAR LES GAZ A EFFET DE SERRE

Les gaz à effet de serreabsorbent la radiation infrarouge, la réemettent vers le hautet vers le bas

A l’ état naturel ce système est en équilibre: toute perturbation de cet équilibre représente un “forçage radiatif” qui modifie le climat

Gaz a effet de serre (principalementH2O, CO2)

RADIATIONSOLAIRE

(visible)

30% est réfléchie par nuages, glaces…

RADIATIONTERRESTRE(infrarouge)

FORCAGES RADIATIFS DU CLIMAT ENTRE 1750 ET AUJOURD’HUIFORCAGES RADIATIFS DU CLIMAT ENTRE 1750 ET AUJOURD’HUI

CO2 d’originehumaine est le plus important

d’autres gaz etparticules d’origine humaine sont aussi importants

Le forçage naturelpar le soleil n’a que peu d’importance

GIEC, 2007

LE RECHAUFFEMENT AU 20LE RECHAUFFEMENT AU 20èmeème SIECLE SIECLE

ObservationsModèles intégrant les forçages naturels seulementModèles intégrant les forçages naturels et d’origine humaine

GIEC, 2007

EVOLUTION DU COEVOLUTION DU CO22 AU COURS DES MILLE DERNIERES ANNEES AU COURS DES MILLE DERNIERES ANNEES

50% du CO2 émis par les combustibles fossiles reste dans l’atmosphère;le reste est absorbé par les océans et la végétation

GIEC,2007

CYCLE GLOBAL DU CARBONECYCLE GLOBAL DU CARBONE

SOLS

VEGETATION

SEDIMENTS

OCEANPROFOND

OCEAN DE SURFACE

CO2

• 50% du CO2 émis est absorbé par l’océan et la végétation en quelques décennies;

•30% de ce qui reste est incorporé dans l’océan en quelques siècles;

• les 20% restant résideront dans l’atmosphère pour des millénaires.

• L’océan et la végétation seront des puits de CO2 moins efficaces dans le futur.

PROJECTIONS DE COPROJECTIONS DE CO22 ET DU RECHAUFFEMENT AU 21 ET DU RECHAUFFEMENT AU 21emeeme SIECLE SIECLE Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC)

different scénariossocioéconomiques

Emissionde CO2

Concentrationde CO2

Changement detempérature

Année2000 2030 2040 2060 2080 2100

PROJECTIONS DU RECHAUFFEMENT GLOBAL… PROJECTIONS DU RECHAUFFEMENT GLOBAL… ET VERIFICATION DES PROJECTIONS PASSEESET VERIFICATION DES PROJECTIONS PASSEES

GIEC 1995GIEC 1990

CO2 actuel

Année

Observé

GIEC,2007

Le climat était chaud partout:- crocodiles dans l’Arctique- forêts dans l’Antarctique- température de l’océan profond de 12°C (contre 2°C aujourd’hui)- niveau des mers au moins 100 m plus haut qu’aujourd’hui

L’EOCENE (il y a 55-36 millions d’annL’EOCENE (il y a 55-36 millions d’années) est la derni) est la dernière fois ère fois que le COque le CO22 a a dépassé 500 ppm sur Terre

Nos modèles ne peuvent pas reproduire le climat de l’Eocène – y a-t-il des processus rétro-actifs manquants dans les modèles qui pourraient causer un changement abrupt de climat?

CLIMATS D’EQUILIBRE DE LA TERRECLIMATS D’EQUILIBRE DE LA TERRE

ENERGIE LIBRE

TEMPERATURE

Climat stable 1Climat stable 2(notre climat) Climat stable 3

Perturbation(forçage radiatif)variabilité

interannuelle

effetrétroactifnégatif

effetrétroactifpositif

changementabruptde climat

La Terre a des centaines de climats stables de types différents; une perturbation peut faire passer d’un climat stable à un autre

TEMPERATURE ET COTEMPERATURE ET CO22 ENREGISTRES PAR LES ENREGISTRES PAR LES

CAROTTES GLACIAIRESCAROTTES GLACIAIRES

• Les transitions interglaciaires sont dûes à des changements d’orbite de la Terre –mais avec de larges rétro-actions positives dûes aux calottes polaires et au CO2 • Le CO2 aujourd’hui est 380 ppmv, un record pour les 650,000 dernières années

glaciaire glaciaire glaciaire glaciaire

Milliers d’années

FONTE DE LA CALOTTE POLAIRE ARCTIQUE:FONTE DE LA CALOTTE POLAIRE ARCTIQUE:SONNETTE D’ALARME DU CLIMATSONNETTE D’ALARME DU CLIMAT

Calotte polaire, 26 août 2008

• Le pôle nord pourrait être libre de glace d’ici fin Septembre• Au rythme actuel, la calotte polaire arctique pourrait complètement disparaître en été d’ici 10-20 ans…bien plus rapidement que le prédisent nos modèles• Les effets rétro-actifs positifs sur le climat global pourraient être considérables

Ligne orange:étendue habituelle

de la glaceà la fin d’ août

QUE POUVONS-NOUS FAIRE? (1)QUE POUVONS-NOUS FAIRE? (1)

Réduire l’utilisation des combustibles fossiles – c’est essentiel

émission de CO2 par tête

Europe de l’Ouest: 30% des Etats-UnisChine: 15% des Etats-Unis Inde : pas encore éveillée…

Etats-Unis: 5 tonnes par tête par année

QUEQUE POUVONS-NOUS POUVONS-NOUS FAIRE? (2) FAIRE? (2)Réduire les émissions de polluants (suie, méthane, CO) qui réchauffent le climat…et nuisent à notre santé!

Emission Forçage radiatif global (W m-2)

CO2 1.6

Suie (carbone noir) 0.5

Méthane (CH4) 0.7

Monoxyde de carbone (CO) 0.2

Dioxyde de soufre (SO2) -0.4Maisattention!

QUE POUVONS-NOUS FAIRE? (3)QUE POUVONS-NOUS FAIRE? (3)Ingénierie climatique – particules réfléchissantes dans la stratosphère, séquestration du carbone…mais il faut comprendre toutes les conséquences!